在可观测宇宙之中，遍布着成千上万亿个星系。但只有一个星系因其特殊的地位而独树一帜，它就是银河系邻近区域最重要的“恒星岛”——仙女星系（M31）。
一百多年前，许多天文学家认为仙女星系是位于银河系内的“旋涡星云”。但在1925年1月，天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）宣布，仙女星云实际上远在银河系之外，是一个独立的星系。哈勃的发现一夜之间揭示了一个无比广阔的宇宙，从根本上改变了人类的宇宙观。（详见：）
如今，以哈勃命名的哈勃空间望远镜完成了对这个迷人星系的最详尽调查。在哈勃空间望远镜历时十余年，历经1000多次轨道运行后，终于收获了一张覆盖了整个仙女星系圆盘区域的巨型马赛克图像。天文学家依据这些数据重建了仙女星系的并合历史和相互作用过程，发现了它与银河系截然不同的演化史。
仙女星系位于250万光年之外。哈勃空间望远镜耗时十余年拍摄并拼接而成的仙女星系全景马赛克图像。这幅图像由600多张哈勃快照拼接而成，捕捉了约2亿颗恒星的光芒，分布在高达25亿像素的画面中，而这些恒星仍是仙女星系浩瀚恒星群的一小部分。（图/NASA, ESA, Benjamin F. Williams (UWashington), Zhuo Chen (UWashington), L. Clifton Johnson (Northwestern); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）
十余年的铸就
要完整绘制仙女星系是一项艰巨的任务。与哈勃通常观测的遥远星系（距离数十亿光年）相比，仙女星系规模庞大得多。新获得的这张细节丰富程度令人叹为观止的图像是由两个哈勃项目共同完成的：早期的PHAT（全色哈勃仙女座宝库）计划集中研究星系北部；而近期的PHAST（全色哈勃仙女座南部宝库）计划则补充了南部数据。
南部区域覆盖了约1亿颗恒星，其结构特征独特，比北部星系盘更敏感地反映了仙女星系的并合历史。通过结合两个计划的观测结果，天文学家首次能够细致观察整个星系盘的细节。
仙女星系：(a) 镶嵌在星系内的明亮蓝色星团、背景中的遥远星系，以及位于银河系内的几颗明亮前景恒星；(b) 仙女星系中最显著的恒星云NGC 206；(c) 由蓝色新生恒星组成的年轻星团；(d) 卫星星系M32，可能是与仙女星系发生碰撞的星系遗迹核心；(e) 穿梭在无数恒星之间的暗尘带。（图/NASA, ESA, Benjamin F. Williams (UWashington), Zhuo Chen (UWashington), L. Clifton Johnson (Northwestern); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）
这些细节揭示了仙女星系中超过2亿颗恒星的分布，这些恒星都是比太阳更亮的类型。然而，这些仅占仙女星系恒星总数的冰山一角——据预计仙女星系的恒星总数多达1万亿颗，其中许多质量较小的恒星超出了哈勃的观测范围。
整张马赛克图像由约600个视场拼接而成，总像素数超过25亿。补充性的PHAST计划进一步提供了关于仙女星系内部的恒星年龄、重元素丰度和恒星质量的详细信息。这些数据为仙女星系的并合模型和星系盘演化提供了重要的约束条件。
演化谜团
虽然银河系和仙女星系大概是在数十亿年前的同一时间形成的，但观测证据表明，尽管两者身处同一宇宙邻域，其演化史却截然不同。研究人员表示，仙女星系似乎更富含年轻恒星和不寻常的特征，例如连贯的恒星流。这表明与银河系相比，仙女星系近期的恒星形成活动更活跃，并且可能经历了更多的星系相互作用。
研究人员比喻仙女星系似乎经历了一系列灾难性的重大事件，导致大量恒星迅速形成后，恒星形成活动就突然中止了。其原因可能是与邻近星系的碰撞。例如，一个可能的“肇事者”是致密的卫星星系M32，它类似于一个曾经有可能与仙女星系发生过相互作用的旋涡星系的剥离核心。计算机模拟表明，当星系间的近距离接触耗尽了所有可用的星际气体，恒星形成活动便会减弱。
研究人员指出，仙女星系看起来像是处于从恒星形成活跃的旋涡星系，向老化红星占主导的椭圆星系过渡的阶段。它拥有一个由较老恒星组成的巨大中央核球，以及一个恒星形成盘。尽管如此，考虑到其质量，它的恒星形成活动可能不如想象中那么活跃。
揭示银河系的秘密
哈勃望远镜的高分辨率成像能力让天文学家得以重建仙女星系的过去。通过对仙女星系的详细观测，人类能够深入了解星系并合和相互作用的过程。这对于我们理解银河系的结构和演化具有重大意义。
如果没有仙女星系作为旋涡星系的代表，我们对银河系的认知将大大受限。因为我们身处银河系之中，很难从内部完整地观察其全貌，而仙女星系则为研究银河系提供了宝贵的参考模型。
#参考来源：
https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasas-hubble-traces-hidden-history-of-andromeda-galaxy/
https://www.simonsfoundation.org/2025/01/16/hubble-telescopes-draw-dropping-new-photo-mosaic-traces-andromeda-galaxys-history/
#图片来源：
封面图&首图：NASA, ESA, Benjamin F. Williams (UWashington), Zhuo Chen (UWashington), L. Clifton Johnson (Northwestern); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)
